(57)【要約】【課題】  低コストで高精度の地滑り計測を行うことができるトータルステーションを用いた地滑り計測方法を提供すること。【解決手段】  地滑り量測定対象地域Ａ内の所要の複数の計測点Ｐ１〜Ｐ８に各々光反射部材１１〜１８を設置すると共に、地滑り量測定対象地域Ａ外に自動追尾式のトータルステーション３を設置し、トータルステーション３によって光反射部材１１〜１８の設置点である計測点Ｐ１〜Ｐ８のそれぞれについて気象データＤＷによって補正された三次元座標値を示す一組の位置データＤＰを得、得られた一組の位置データＤＰに基づいて光反射部材１１〜１８間のメッシュ状２点間距離を演算し、これらの２点間距離の経時的変化から各計測点Ｐ１〜Ｐ８における地滑り量を得るようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地滑り量測定対象地域内の所要の複数の計測点に各々光反射部材を設置すると共に、前記地滑り量測定対象地域外に自動追尾式のトータルステーションを設置し、
前記トータルステーションによって前記光反射部材の設置点のそれぞれについて気象データによって補正された三次元座標値を得、
得られた前記三次元座標値に基づいて前記光反射部材間のメッシュ状２点間距離を演算し、
これらの２点間距離の経時的変化から各設置点における地滑り量を得る
ことを特徴とするトータルステーションを用いた地滑り計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地山斜面等における地滑り量を計測するための、トータルステーションを用いた地滑り計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、軟弱な地盤地域における地山斜面にあっては、土木工事の施工や豪雨などによる影響で地山斜面に地滑りが発生することがある。このため、地滑りの発生が危惧される地域には地滑り検知システムを設置して、地滑り量を常時計測しており、この計測結果が通常とは異なる結果になった場合、地滑り警報を発する等の措置をとっている。
【０００３】
このような目的で従来より用いられている地滑り検知システムとして、対象になる地滑り面の測点部をアンカー固定し、ここに熱膨張の小さいインバー線を取り付けると共に地滑り影響範囲外までインバー線を延ばし、該インバー線の端部におけるその伸縮量を測定することで地滑り量を計測するようにしたシステムが公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インバー線を用いた上記従来方法では、着目した測点の１軸方向の変位量しか把握できず、またインバー線を保護するための保護管の設置等が必要となるので、ケーブル等の引き回しや測定のための機材や装置の設置が煩雑である。この結果、従来方法ではコストが掛かる割には地滑りを正確に予測することが困難であるという問題点を有している。
【０００５】
本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解決することができる、トータルステーションを用いた地滑り計測方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の目的は、低コストで高精度の地滑り計測を行うことができるトータルステーションを用いた地滑り計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、地滑り量測定対象地域内の所要の複数の計測点に各々光反射部材を設置すると共に、前記地滑り量測定対象地域外に自動追尾式のトータルステーションを設置し、前記トータルステーションによって前記光反射部材の設置点のそれぞれについて気象データによって補正された三次元座標値を得、得られた前記三次元座標値に基づいて前記光反射部材間のメッシュ状２点間距離を演算し、これらの２点間距離の経時的変化から各設置点における地滑り量を得ることを特徴とするトータルステーションを用いた地滑り計測方法が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所要の計測点にプリズムの如き光反射部材を設置するだけで済み、ケーブルの引き回しを必要としないので低コスト化が図れる。また、気象データにより補正された測定データに基づき各計測点における地滑り量を得る構成であるから、外乱要因を排除して高精度にて測定対象地域における地滑り量を把握することができ、地滑り予測の精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例につき詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明による地滑り量測定システムの一実施形態を示す概略図である。図１に示す地滑り計測システム１は、軟弱な地盤地域における地山斜面の如く、種々の原因によって地滑りが生じやすい地域に設定された地滑り量測定対象地域Ａにおいて、そこでの地滑り量をトータルステーションを用いて計測するようにしたシステムである。
【００１１】
２は、地滑り量測定対象地域Ａの外側の地滑りの生じる虞の少ない適宜の地点に設置された計測室であり、計測室２内には、自動追尾式のトータルステーション３と、地滑り量測定対象地域Ａを含む地域の気温、気圧、湿度を少なくとも含む気象データを収集するためのウェザーステーション４と、トタールステーション３及びウェザーステーション４からの出力データを処理するためのコンピュータ装置５とが設置されている。
【００１２】
一方、地滑り量測定対象地域Ａ内には、複数の光反射部材１１〜１８が設置されている。ここでは、光反射部材１１〜１８はプリズムであり、予め定められた地滑り量観測のための計測点Ｐ１〜Ｐ８にそれぞれ設置されている。符号１０で示されるのは、地滑り量測定対象地域Ａ以外の地滑りの影響を受けることがない地域の固定基準点Ｐ０に設置された基準光反射部材である。
【００１３】
図２には、基準光反射部材１０及び光反射部材１１〜１８の設置状態が詳しく示されている。図２に示されるＸＹＺの三次元座標系はトータルステーション３による三次元位置測定のために設定された座標系である。トータルステーション３は、基準光反射部材１０及び光反射部材１１〜１８を順次追尾し、これらに順次レーザ光をあて、これにより生じる反射レーザ光を受信して、それらの各位置座標を示す位置座標データを取得する構成となっている。このようにして得られた位置座標データはコンピュータ装置５に入力される。このようにして、基準光反射部材１０及び光反射部材１１〜１８の各位置を示すデータ、すなわち、固定基準点Ｐ０及び計測点Ｐ１〜Ｐ８の各位置を示す一群のデータが所定の時間間隔で繰り返し取得される。
【００１４】
このように、自動追尾式のトータルステーション３を用いて計測点のプリズムを利用して計測を行うので、所要の計測点にプリズムを固定するだけで良く、ケーブル等の引き回しは不要となり、計測点を増設することも容易に可能となる。しかし、単に計測対象点をトータルステーション３で計測しただけでは地滑り量の測定を十分な精度で行うことはできない。
【００１５】
その理由は次の通りである。通常トータルステーションを１ヶ所に固定して常時測点計測を実行すると、測点が動いていない場合であっても計測結果は周期的に変動するという結果となる。これはトータルステーションを設置する架台やその他取り付け具の温度膨張や日射の影響による微妙な日変化が原因で発生すると考えられる。この誤差をキャンセルする手段はトータルステーション内部にはない。この誤差は測量機械のカタログ精度より数倍〜十数倍劣化した値を観察させることになる。
【００１６】
この誤差をキャンセルし、地滑り等の変位量をトータルステーション３の本来のカタログ精度で観測するため、図１に示した地滑り計測システム１では、上述の誤差に関し、計測点観察時の各計測点の変化量の誤差成分はほぼ同期して発生すると仮定し、その時その時の各計測点間の距離をお互いにメッシュ状の長さ管理を行うことで測点間変位量を相対的に把握し、これにより地滑り量を算出するように構成されている。この方法によると、若し全計測点の測定時間が短ければ（例えば、数分〜２０分程度で測定できれば）各計測点の相対位置関係の誤差は極めて軽減されたものとなる。
【００１７】
このように、各計測点を絶対座標値で観測するのではなく、２つの計測点間の距離長で観測することで各計測点を絶対座標で捕らえた時の日変化の影響をキャンセルできる。各計測点の絶対座標は日変化の影響をほぼ同様に受けるため、各計測点の絶対座標はほぼ同期して発生していると考えられる。しかし、たとえ絶対座標が狂ったとしても２つの計測点間の距離長には変化を及ぼさないと考えられる。
【００１８】
また、一般に測量を精密に行う場合、測距データは気象（温度、気圧、湿度）に影響される。トータルステーション３によって得られた座標値データの気象による影響を排除するため、ウェザーステーション４が設けられている。ウェザーステーション４は、地滑り量測定対象地域Ａを含む地域における気象データ（気温、気圧、湿度の各データを含むのが好ましいが、これらのうちのいくつかであってもよい）を出力し、この気象データはコンピュータ装置５に入力される。
【００１９】
コンピュータ装置５では、トータルステーション３によって光反射部材１１〜１８の設置点のそれぞれについて気象データＤＷによって補正された三次元座標値を得、得られた三次元座標値に基づいて光反射部材１１〜１８間のメッシュ状２点間距離を演算し、これらの２点間距離の経時的変化から各設置点における地滑り量を得るための処理が実行される。
【００２０】
このように、地滑り量測定対象地域Ａ内に設置された光反射部材１１〜１８により形成される三角メッシュを用いて２つの計測点間距離を算出し、これに基づき地滑り量測定対象地域Ａの各計測点における地滑り量の算出がコンピュータ装置５内にストアされているデータ処理プログラムにより遂行される。
【００２１】
図３は、このデータ処理プログラムを示すフローチャートである。データ処理プログラムは所定の時間間隔で起動されて実行されるプログラムである。データ処理プログラムが起動されると、先ず、ステップ２１でトータルステーション３を動作させ、基準光反射部材１０及び光反射部材１１〜１８の各位置の座標を示す一組の位置データＤＰを取得すると共に、ウェザーステーション４から気象データＤＷを取得する。
【００２２】
図４には、各計測点のＸＹＺ座標値をトータルステーション３を用いて算出するための説明図が示されている。トータルステーション３には予め測定のためのＸＹＺ三次元座標系が設定されており、着目した計測点Ｐｉに対する水平角Ｈと、鉛直角Ｖと、斜距離Ｌとがトータルステーション３において測定される。これらのデータがコンピュータ装置５に入力される。
【００２３】
斜距離Ｌは気象状況の影響を受けるため、ウェザーステーション４からの気象データＤＷを用いて補正される。補正された斜距離を示す補正斜距離ＬＡは、
ＬＡ＝ｆ（Ｌ、気温、気圧、湿度）
と表わすことができ、コンピュータ装置５において演算される。
【００２４】
計測点ＰｉのＸＹＺ座標値はこれらの値を用いて次式で計算される。
ｘ＝sin(Ｈ) * sin(Ｖ) * ＬＡ
ｙ＝cos(Ｈ) * sin(Ｖ) * ＬＡ
ｚ＝cos(Ｖ) * ＬＡ
【００２５】
次のステップ２２では、図２に示す三角メッシュにおける２つの計測点間の距離がステップ２１で得られた各計測点のＸＹＺ座標を用いて下式により計算される。
｛（ｘ１−ｘ２）2 ＋（ｙ１−ｙ２）2 ＋（ｚ１−ｚ２）2 ｝1/2 
ここで、ｘ１、ｙ１、ｚ１は一方の計測点のＸ、Ｙ、Ｚ座標値、ｘ２、ｙ２、ｚ２は他方の計測点のＸ、Ｙ、Ｚ座標値である。
【００２６】
ステップ２３では、ステップ２２で得られた一群の計測点間距離の値が得られたのが初回であるか否かが判別される。初回であるとステップ２３の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ２４でこの一群の計測点間距離の値を初期データＤ０としてコンピュータ装置５内のメモリ（図示せず）に格納し、このプログラムの実行を終了する。
【００２７】
一方、ステップ２２で得られた一群の計測点間距離の値が得られたのが初回でない場合にはステップ２３の判別結果はＮＯとなり、ステップ２５に入り、ここで、ステップ２２で得られた一群の計測点間距離の値を最新データＤＸとしてコンピュータ装置５内のメモリに格納する。
【００２８】
そして、次のステップ２６で、初期データＤ０と最新データＤＸとに基づき、計測点Ｐ１〜Ｐ８における各滑り方向ベクトル量を計算する。
【００２９】
図５は、この滑り方向ベクトル量の計算方法を説明するための図である。計測点Ｐｉの滑り方向ベクトル量は、計測点Ｐｉに関連する三角メッシュの各辺の変位ベクトルの合成ベクトルとして計算される。ここでは、計測点Ｐｉに関連するのは辺Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３であり、それぞれの変位ベクトルは−２、＋３、＋４である。
【００３０】
ステップ２６では、このようにして、計測点Ｐ１〜Ｐ８における各滑り方向ベクトル量が得られ、この結果はコンピュータ装置５の表示部５Ａにおいて表示される。
【００３１】
したがって、コンピュータ装置５の表示部５Ａには、所要の時間が経過する毎に、計測点Ｐ１〜Ｐ８における各滑り方向ベクトル量が表示されるので、計測室２に居る管理者は、これにより地滑り量測定対象地域Ａにおいて地滑りの発生の危険性を確実に且つ高精度にて把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による地滑り量測定システムの一実施形態を示す概略図。
【図２】基準光反射部材及び光反射部材の設置状態を詳しく示す図。
【図３】データ処理プログラムを示すフローチャート。
【図４】各計測点のＸＹＺ座標値をトータルステーションを用いて算出するための説明図。
【図５】滑り方向ベクトル量の計算方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１  地滑り計測システム
２  計測室
３  トータルステーション
４  ウェザーステーション
５  コンピュータ装置
５Ａ  表示部
１０  基準光反射部材
１１〜１８  光反射部材
Ｐ０  固定基準点
Ｐ１〜Ｐ８  計測点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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